Всем привет! Имеется неплохой напорный проточный нагреватель: 1-но фазный, 230В, 6кВт, сделан известным отечественным производителем. Такие же есть еще на 8 и 10 кВт, схемы управления идентичны. Активная часть полностью из цветных металлов, греет быстро и щедро. Я его модернизировал, он проработал 14 сезонов и будет еще долго служить, надеюсь. Штатная схема управления «манагерами» завода упрощена до отвращения и сводит на ноль все достоинства хорошего аппарата. Поплавковое реле протока сделано на герконе и магните, который, при подъеме его потоком дает разрешение на включение ТЭНа. Это происходит, если очень хорошо лить горячую воду, что, как правило, не требуется. Биметаллический термостат (совмещен с фиксирующимся термопредохранителем) , имеет широкий гистерезис. Из-за этого вода на выходе идет то горячая то холодная, причем жирной струей, иначе только холодная будет, пока не сработало реле протока. Это все ужасно бесит, и, уже купленные, такие нагреватели остаются у многих владельцев «не у дел». К, тому же, вода и эл. энергия непрерывно дорожают. Для кухни, в основном, достаточно небольшой струи теплой воды, например. Производителей тоже можно понять: аппарат рассчитан на одновременный отбор в нескольких точках, что в 1-2 комнатных квартирах, если проживающих мало, бывает не часто. А он «шпарит» на всю катушку всегда.
Свой такой водогрей, в сезонном жилье я переделал. На входе установил, также немного доработанное, китайское реле протока HT-120 220VAC. Температуру регулирует цифровой термостат W1209, он настроен так, чтобы температура воды на выходе не повышалась до уставки срабатывания штатного термостата. Т.о. удалось добиться приемлемой работы. Гистерезис все равно небольшой есть, но температура колеблется в комфортных пределах. Напор, после начального «толчка» уже можно уменьшать. Толчок необходим, т.к. у реле протока тоже есть дифференциал. Штатный термостат остается в силовой цепи, как был, обеспечивает регулирование и защиту от перегрева при отказе электроники. С ПИД регулированием не смог ничего добиться. Нагрел и вылил тонны воды, коэффициенты подобрать не смог. Пришла идея, с помощью Сообщества Ардуино из этого и, таких же ему подобных, а их тьма, «криво» работающих, напорных проточных нагревателей попытаться сделать конфетку. Из перечисленных основных недостатков получается, что при максимальном имеющемся расходе тэн получает 100% питания. При этом, он догревает воду, в зависимости от ее температуры на входе до какого то теплого уровня, на градусов 30-40 выше. При уменьшении отбора, а, также, летом, когда повышается температура воды на входе необходимо по алгоритму, зашитому в скетч уменьшить мощность, подводимую к тэну. Алгоритм придется придумать и внедрить.
Про ДУ:
Правила установки требуют устанавливать нагреватель так, чтобы на него не попала вода. В то же время рационально его устанавливать поближе к точке разбора. Современные часто имеют красивые дисплеи и кнопки, но ДУ нет. Не очень комфортно из душа куда то идти и регулировать температуру, если понадобилось. Ведь, бывает, в таких системах в душе и ванной 1 кран. Потому что зачем перегревать воду, а потом разбавлять ее холодной до требующейся температуры, если даже и установлен смеситель? Кажись, достаточно просто ее сразу греть до нужной температуры. Если в продаже и найдете водогрей с ДУ, боюсь, ценник не покажется «вкусным».
Про регулятор: Постепенно сложилось мнение, что регулирование необходимо в меньшую сторону, те уменьшением мощности по аналогии с ШИМ, но длинными импульсами. Точное значение температуры знать, по идее, не важно. Причем, это регулирование должно быть упреждающим, а не по отклонению. Например, проц, в зависимости от температуры на входе в первые 4-8с подает 100% мощности на тэн. Затем, в зависимости от температуры на входе и количества отбираемой воды решает, какой длины паузу нужно задать на выходной ключ (оптореле), чтобы температура быстро не повышалась, и не снижалась, а оставалась, примерно, на этом достигнутом уровне. Вероятно, лучше для этого использовать математику, но куда там, если арифметику не помню:). Точки отбора и режимы: 1) мойка на кухне. 2) умывальник. 3) душ. 4) набор ванны из крана.
Беру на себя схемотехнику, ее описание, комплектующие для проб и ошибок (они уже закуплены и в наличии), монтаж, всю практическую работу для воплощения в «рабочее железо» пробного водоподогревателя. Наработки и соображения как надо делать уже оформились в голове. Нужна помощь в сочинении скетча, я сам смогу очень не скоро. Мой уровень застрял на светодиоде, к сожалению. Если найдутся желающие, умеющие и желающие помочь написать код и заинтересованные в этой теме, буду рад и счастлив сотрудничать. Ведь раньше или позже нагревать воду потребуется всем! Пока что не понятно как делать, начальные соображения вот такие:
Все свободные цифровые каналы подтягиваем к + питания.
Светодиод на 13 пине задействуем для индикации наличия импульсов от датчика расхода.
При появлении 1-2го импульса от датчика расхода процессор выводим из спящего режима. – надо ли спящий применять?
Измеряем температуру на входе и выходе терморезисторами 10К с отрицательным ТКС, для чего подключаем их к 2 аналоговым входам и получаем переменные TIN и TOUT.
Для измерения расхода к цифровому входу подключен меандр с амплитудой 5В от датчика расхода YF-B1 на эффекте Холла. Дальше вероятны такие варианты: 1) измеряем паузу между импульсами или длительность периода, что обратно пропорционально расходу. 2) через интегрирующую цепочку детектируем меандр и подаем это напряжение на аналоговый вход. 3) измеряем частоту меандра в Герцах. Присваиваем расод переменной R.
Порог по протоку на включение нагрева + утилизация остаточного тепла: при достижении 6-8 импульсов в секунду или длительности между импульсами, соответствующей расходу 1л\мин от датчика протока выдается и запоминается разрешение RSTART.
Функцией И-Не собираются условия RSTART и NOEM на включение тэна. (NOEM отсутствие поломок – пока в резерве на случай, если кому то захочется подстраховаться). Штатное электромагнитное реле (в других нагревателях его может и не быть, тогда эта часть не нужна) через маломощное ssr включается и замыкает силовые контакты, подающие питание на последовательно соединенные мощное SSR-40 и тэн. За 1 минуту до окончания мойки краном уменьшается расход ниже порога RSTART тэн отключается и малой струей, которая постепенно остывает заканчивается мойка. То используется остаточное тепло, что благоприятно скажется на ресурсе тэна и экономике.
В процессе отбора отслеживается расход R и TIN и, в зависимости от этих данных процессор определяет, на паузу какой длительности отключать тэн, чтобы TOUT не превысила 50-60 градусов или TZAD. ( TZAD – переменная, которая корректируется кнопками «Теплее» «Холоднее»)
Для ДУ из ванны, душа можно применить радио или ИК удлинитель с водонепроницаемым брелоком, или просто 2 герметичные кнопки на проводах. Поэтому подключаем 2 НО контакта «Теплее» и «Холоднее» или, лучше, к-э переходы опторазвязок к цифровым входам и общему проводу, те управляем 0 уровнем.
Комплектация:
Надежный напорный проточный нагреватель. У меня «System»
ИБП 220АС-12В, 0.5А.
Ардуино Нано на Атмега 328 – на время отладки, затем можно перекинуть на Про Мини.
Датчики температуры входа и выхода: Термистор 10К с отрицательным ТКС - 2шт.
Датчик расхода YF-B1. 660 имп\литр.
Твердотельное реле Fotek SSR-40 DA на 40А, 380В с контролем перехода через 0.
Твердотельное реле 300VAC, 2-3A или релейный модуль на 5-12В – опторазвязка для включения силового реле.
Оптотранзисторы 817 или те, что есть – 2шт.
Индикатор питания тэна: неонка с резистором установлена над местами отбора. Или светодиодные индикаторы.
Все, кроме водогрея - с Али, куплено давно, поэтому ссылки бесполезны, все есть там в других магазинах.
Продолжу, когда начну скетч.
в чем прикол - надежность